專利名稱：水中充氧用射流曝氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實用新型是對水處理中充氧用射流曝氣器的改進(jìn)，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡單，可以做成任意形狀，適合各種水處理池布置的水中充氧用射流曝氣器。
背景技術(shù)：
射流曝氣器，利用射流式擴(kuò)散充氧，完成氧氣相到液相轉(zhuǎn)移，可同時實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)充氧曝氣、攪拌過程，具有攪動混合能力強(qiáng)，氧轉(zhuǎn)遞效率高，氧轉(zhuǎn)移效率一般在20-25%，可適用于較大池深，維護(hù)操作簡便，維修、更換不必清池等等特點，特別在活性污泥法廢水處理系統(tǒng)中，由于通常采用廢水與活性污泥混合物作為射流工作介質(zhì)，當(dāng)吸入空氣后在射流器內(nèi)發(fā)生劇烈混合作用，混合作用一方面進(jìn)行氣一液一固(活性污泥)之間紊動擴(kuò)散與能量交換，及氣一液一固三相間轉(zhuǎn)移過程，還有更加突出的是發(fā)生在被高速劇烈紊動“切 割”得非常細(xì)微氣泡、活性污泥微小顆粒以及廢水(液相)中有機(jī)物這三者之間生物學(xué)上的作用，大大增加了活性污泥表面更新率與吸附表面積，從而使活性污泥細(xì)小絮狀體能與氣泡中氧及廢水中有機(jī)物有充分接觸吸附作用，使吸附能力大大提高，活性污泥沉降性能好。因而在水處理工程得到重視?，F(xiàn)有技術(shù)射流曝氣器，主要形式有二種，一種為周面設(shè)置多個混合噴嘴的圓形碟式射流曝氣器，例如中國專利 CN2700318、CN201447385U、CN201634512U、CN201908001U 等；一種單混合噴嘴射流曝氣器，例如中國專利CN2825632、CN101993145A、CN202124525U等。雖然他們都具有前述射流曝氣器的優(yōu)點，但仍然存在某些不足，一是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，不僅增加了制造成本，而且對于一些在水處理中優(yōu)良但不適合機(jī)械成型材料例如FRP難以制造；二是在水處理池中布置有一定的局限性(對水處理池形適應(yīng)性差)，例如碟式射流曝氣器，對于圓形池容易布置實現(xiàn)全池截面均勻曝氣，而大部分水處理好氧池均為矩形池，圓形射線設(shè)置的曝氣噴嘴，難以在矩形池中均勻布置，特別對于一些狹小異形池更難適用；三是水、氣空間相對狹小，根據(jù)水處理要求實時調(diào)節(jié)難度較大(可調(diào)節(jié)性差)；四是在水處理池中布置方式單一，設(shè)置靈活性差，通常都只能池底設(shè)置，服務(wù)水深固定。前述不足仍有值得改進(jìn)的地方。

實用新型內(nèi)容實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可以做成任意形狀，適合各種水處理池布置的水中充氧用射流曝氣器。實用新型目的實現(xiàn)，主要改進(jìn)是采用并列相間氣管和水管，在水管軸向相間設(shè)置多個射流混合噴嘴，氣管與射流混合噴嘴間有引氣腔的結(jié)構(gòu)形式，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)實用新型目的。具體說，實用新型水中充氧用射流曝氣器，包括內(nèi)外噴嘴同心套合組成的射流混合噴嘴，其特征在于射流混合噴嘴有多個，相間設(shè)置在供水管軸向周面，其中內(nèi)噴嘴與供水管連通，與供水管平行還有一供氣管，供氣管與供水管間有連接固定兩管的中空氣腔，中空氣腔一端連通供氣管周面上出氣口，另一端延蓋連通供水管上射流混合噴嘴中外噴嘴周面上進(jìn)氣口。在詳細(xì)說明前，先通過對發(fā)明能夠達(dá)到的基本功能及效果作一介紹，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員對本專利總體構(gòu)思技術(shù)方案及達(dá)到的基本效果有一個明確了解。本射流曝氣器工作原理由泵(例如潛水泵)將處理池(通常為好氧池)中水(混合泥水)連續(xù)打入供水管，通過供水管上連通的各射流內(nèi)噴嘴出口以極高的速度(例如出口流速12m/s)，噴射進(jìn)入內(nèi)外噴嘴形成的水氣混合室，同時在內(nèi)噴嘴出口處形成負(fù)壓區(qū)，使得射流外噴嘴周面進(jìn)氣口從連通供氣管的中空氣腔吸入大量空氣。水射流作用使吸入空氣在射流混合噴嘴的氣水混合腔內(nèi)被多次剪切、粉碎、乳化，高壓、強(qiáng)烈剪切及攪拌促使氣泡直徑大幅度減小，同時在強(qiáng)烈紊流環(huán)境下改變了氣液雙膜之間氣壓梯度和濃度梯度，氣泡數(shù)目急劇增加，形成無數(shù)細(xì)小微氣泡，與混合泥水形成強(qiáng)力噴射混合液，由外射流噴嘴噴出進(jìn)入池中起到曝氣作用。同時，強(qiáng)力噴射混合液動能將噴嘴周圍水體攪動，在池內(nèi)形成強(qiáng)烈的混合攪拌作用。并且由于射流曝氣采用相間平行供水管和供氣管主體結(jié)構(gòu)，各射流混合噴嘴相間設(shè)置在供水管上，因而不僅結(jié)構(gòu)更為簡單，而且將管子彎折可以制成任意形狀的射流曝氣器，增加了射流曝氣器的形狀可變性，從而適應(yīng)各種平面形狀的水處理池布置，且 能獲得平面上均勻的曝氣效果，從而大大提高射流曝氣器對水處理池的適應(yīng)性。實用新型中。射流混合噴嘴，同現(xiàn)有技術(shù)中射流曝氣器的射流混合噴嘴，由內(nèi)外噴嘴同心套合組成，壓力水流通過內(nèi)射流噴嘴，產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)吸入空氣，在內(nèi)外噴嘴間形成的氣水混合腔中，將引入氣體充分切碎與水混合，然后由射流外噴嘴噴出向水中曝氣。供氣管與供水管，分別為各射流混合噴嘴提供射流水及曝氣氣源，同時供水管還作為射流混合噴嘴設(shè)置基礎(chǔ)。其中一種較好是供氣管采用小口徑管，供水管采用大口徑管，例如二者呈I :2。供水管與供氣管平行相間，中間以中空氣腔連接，一是有利于兩管平行固定，二是有利于各射流混合噴嘴均勻配氣，設(shè)置中間氣腔，有利于形成供氣體緩沖空間，較氣管連接更有利于均勻引氣，可以確保引氣的均勻性，有利于曝氣的調(diào)節(jié)，克服了現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)氣直接與射流混合噴嘴連通，難以調(diào)節(jié)曝氣強(qiáng)度。連接兩管的中空氣腔，主要作用一是連接固定相間平行的供氣管和供水管，使之成為一整體；二是將供氣管內(nèi)氣體引入供水管上射流外噴嘴。根據(jù)此功能，中空氣腔可以是與氣管、水管軸向大致等長的中空長條形結(jié)構(gòu)(例如長條矩形或長條三角形)，也可以是僅在射流混合噴嘴位置處設(shè)置連接二管的相間中空氣腔(例如截面為近似三角形)。從節(jié)省材料角度，尤以后者為優(yōu)。此外，一種較好是使設(shè)置在供水管上的射流混合噴嘴向下傾斜，例如噴嘴中心軸線與供水管水平直徑夾角5-30度，其中更好為8 — 12度，使噴出射流混合液出水略向下。向下噴嘴結(jié)構(gòu)，既有利于對池底沉淀污泥進(jìn)行沖刷，可以防止曝氣裝置下方池底污泥，因得不到攪動而造成沉淀、板結(jié)(曝氣裝置離地安裝)；同時略向下噴出的射流液，可以形成更長的水平射流區(qū)，氣泡行走路線呈橫“L”型，然后轉(zhuǎn)向緩慢上升，使得微氣泡上升速度減慢，而長的氣體溢出路程，增加了氣液接觸時間，促使廢水和氧氣充分混合接觸，從而提高氧向水中的轉(zhuǎn)移效率，氧氣轉(zhuǎn)移效率可達(dá)35%。實用新型水中充氧用射流曝氣器，相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于采用主體管式(氣管水管)結(jié)構(gòu)，在長的水管上相間單側(cè)或雙側(cè)或周周設(shè)置射流混合噴嘴，不僅噴嘴布置靈活性大，以及結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有射流曝氣器更為簡單，易于制造，例如可以采用耐磨耐腐蝕性好的FRP制造，使得射流曝氣使用壽命更長，可達(dá)25年，屬半永久性；而且由于是在管路上設(shè)置射流曝氣噴嘴，可以根據(jù)具體池形設(shè)計曝氣器形狀尺寸，制成各種幾何形狀，例如直線狀，彎折結(jié)構(gòu)，弧形，各種環(huán)形等等，曝氣器結(jié)構(gòu)形狀變化大，適用于各種水處理好氧池布置均勻曝氣(即可以根據(jù)水處理池型，改變管路結(jié)構(gòu)滿足布置后均勻曝氣)，對池型具有更高的適應(yīng)性，從而解決了現(xiàn)有射流曝氣器對水處理池形適應(yīng)差的技術(shù)難題，特別可用于占地面積小，廠區(qū)物理尺寸不規(guī)則的污水處理改擴(kuò)建工程(現(xiàn)有射流曝氣器難以做到)。管式結(jié)構(gòu)，安裝簡單容易，并能在池深度范圍任意設(shè)置，例如可以懸空設(shè)置，可自由選擇安裝高度，對于處理較深池可以雙層設(shè)置，突破了射流曝氣器只能安裝于池底部的單一使用方式，有利于水處理池建深池。噴嘴向下傾斜設(shè)置，不僅提高了 對池底沉淀污泥的攪動作用，可以防止池底污泥沉積，最后淹沒曝氣裝置，以及減少池容，而且還有利于延長氣泡在水中停留時間，從而提高了氧的轉(zhuǎn)移效率，氧氣轉(zhuǎn)移效率可達(dá)35%。再就是，供氣、供水采用長管結(jié)構(gòu)，水、氣空間容量大，可調(diào)節(jié)空間大，曝氣強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性及曝氣穩(wěn)定性好，例如微曝氣，可以最大限度滿足水處理對曝氣供氧要求。此外，此結(jié)構(gòu)在切斷壓力供氣后，工作液通過噴嘴高速噴出，還可以單獨作為無氧混合攪拌設(shè)備，可以省略另行設(shè)置攪拌裝置。以下結(jié)合若干個優(yōu)化具體實施例，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解實用新型實質(zhì)，但實施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明實用新型，并不代表實用新型構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對實用新型總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離實用新型構(gòu)思的非實質(zhì)性增加和/或改動，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬實用新型保護(hù)范圍。

圖I為實用新型水中充氧用射流曝氣器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖IA — A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I立體結(jié)構(gòu)示意示意圖。圖4為射流曝氣效果示意圖。圖5為在水處理矩形池中布置示意圖。圖6為在水處理圓形池中布置示意圖。圖7為在水處理不規(guī)則池中布置示意圖。
具體實施方式
實施例I :參見圖1-5，實用新型水中充氧用射流曝氣器，由平行上下相間(中心間距300-320mm)設(shè)置的小口徑(例如105-115mm)供氣管1，和大口徑(例如210-225mm)供水管2(長度視處理池長而定)，兩管一端封閉，另一端開口，分別與氣源(供氧風(fēng)機(jī))和壓力水源(潛水泵)相連(長度大也可以不封閉，兩端同時與氣源、水泵連接)。供水管相間900-1500_，側(cè)面相間對向交錯(相間兩面對置)連接有射流外噴嘴5，外噴嘴總長220 —240mm,由直徑105_115mm直筒段和圓臺錐段組成，其中直筒段長115 — 125mm，直筒段上有直徑38-42mm進(jìn)氣口 5. 1，圓臺錐段有出口 5. 2。射流外噴嘴在供水管側(cè)面略向下傾斜，噴嘴中心軸線與供水管水平直徑夾角8 — 12度。射流外噴嘴內(nèi)有連通供水管、直徑較小且短的內(nèi)錐形噴嘴4，前端噴水口 4. I直徑25-30mm，內(nèi)錐形噴嘴長度75_85mm(約為外噴嘴長1/3左右)，短于射流外噴嘴直筒段，但長于直筒段上進(jìn)氣口位置，內(nèi)噴嘴與供水管接口 2. I直徑55-65_(約為外噴嘴直徑1/2左右)。內(nèi)外噴嘴間構(gòu)成漸縮錐形的氣水混合腔6 (大到小的錐形)，組成射流混合噴嘴。供氣管I與供水管2間，在供水管射流混合噴嘴位置有相間連接二管的中空氣腔3，中空氣腔截面呈三角形，一端連通供氣管下弧面上出氣口 I. 1，另一端延蓋、連通供水管上外噴嘴周面上進(jìn)氣口 5. 1，使供氣管I內(nèi)空氣能進(jìn)入射流外噴嘴
5。整個射流曝氣器采用玻璃強(qiáng)化塑料(FRP)制成，用于矩形水處理好氧池(圖5)。射流曝氣工作過程由泵將好氧池中混合泥水壓力送入供水管I中，通過其上連通的各錐形內(nèi)噴嘴4壓力噴出，同時在噴口 4. I出口形成負(fù)壓區(qū)，將供氣管I中氣體通過中空氣腔3由射流外噴嘴5上進(jìn)氣口 5. I吸入，在氣水混合腔6內(nèi)被多次剪切、粉碎、乳化，高壓、強(qiáng)烈剪切及攪拌促使氣泡直徑大幅度減小，形成無數(shù)細(xì)小微氣泡，與泥水混合形成強(qiáng)力噴射混合液，由外射流噴嘴噴口 5. 2噴出進(jìn)入池中起到曝氣作用(氣泡在水中行程示意如圖4)。實施例2 :參見圖6，如實施例1，將供氣管和供水管做成彎折類似U形，開口張開，用于圓形水處理好氧池。實施例3 :參見圖7，如實施例1，根據(jù)水處理池形平面，將供氣管和供水管彎折成適合放置且平面曝氣均勻的射流曝氣裝置。此外，根據(jù)處理池型，還可以做成其他各種形狀的射流曝氣器。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如根據(jù)曝氣量要求，各尺寸的改變，制備材質(zhì)的改變，氣管與和水管左右相間設(shè)置，射流混合噴嘴在供水管上單側(cè)或雙側(cè)或周面設(shè)置，等等的非實質(zhì)性改動，同樣可以被應(yīng)用，都能實現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護(hù)范圍。本專利所述尺寸及比值，只是一種試驗優(yōu)化值，代表一種相對概念，不能理解為數(shù)學(xué)上的精確值，此對于技術(shù)人員來說能夠理解。
權(quán)利要求1.水中充氧用射流曝氣器，包括內(nèi)外噴嘴同心套合組成的射流混合噴嘴，其特征在于射流混合噴嘴有多個，相間設(shè)置在供水管軸向周面，其中內(nèi)噴嘴與供水管連通，與供水管平行還有一供氣管，供氣管與供水管間有連接固定兩管的中空氣腔，中空氣腔一端連通供氣管周面上出氣口，另一端延蓋連通供水管上射流混合噴嘴中外噴嘴周面上進(jìn)氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于供氣管與供水管相間平行，且供氣管直徑小于供水管直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于供氣管與供水管上下相間設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于連接供氣管與供水管的中空氣腔在供水管射流混合噴嘴位置相間設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于連接兩管相間中空氣腔截面呈三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于供水管上射流混合噴嘴略向下傾斜，中心軸線與供水管水平直徑夾角5-30度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于供水管上射流混合噴嘴中心軸線與供水管水平直徑夾角8 — 12度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于射流混合噴嘴在供水管上相間單側(cè)或雙側(cè)或周面設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于外噴嘴管身上進(jìn)氣口位于內(nèi)噴嘴長度內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一權(quán)利要求所述水中充氧用射流曝氣器，其特征在于供氣管直徑105-115mm，供水管直徑210_225mm，內(nèi)噴嘴與供水管連通直徑55_65mm，外噴嘴與供水管接口直徑105-115mm，內(nèi)外噴嘴各長75_85mm和220_240mm，射流混合噴嘴相間間距900_1500mm。
專利摘要實用新型是對水中充氧用射流曝氣器改進(jìn)，其特征是射流混合噴嘴有多個，相間設(shè)置在供水管軸向周面，其中內(nèi)噴嘴與供水管連通，與供水管平行還有一供氣管，供氣管與供水管間有連接固定兩管的中空氣腔，中空氣腔一端連通供氣管周面上出氣口，另一端延蓋連通供水管上射流混合噴嘴中外噴嘴周面上進(jìn)氣口。具有噴嘴布置靈活性大，結(jié)構(gòu)也較現(xiàn)有更為簡單，易于制造，在管路上設(shè)置射流曝氣噴嘴，可以根據(jù)具體池形設(shè)計曝氣器形狀尺寸，對池型具有更高適應(yīng)性；管式結(jié)構(gòu)安裝簡單容易，能在池深度范圍選擇安裝高度任意設(shè)置，水、氣空間容量大，曝氣強(qiáng)度可調(diào)空間大。噴嘴向下傾斜，提高了對池底沉淀污泥攪動作用，并有利于延長氣泡在水中停留時間，提高氧轉(zhuǎn)移效率。
文檔編號C02F3/12GK202576079SQ201220108600
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者王洪春, 黃政新, 周國亞, 顧頎頻, 孫建峰, 李賀, 勇銀華 申請人:江蘇鵬鷂環(huán)境工程承包有限公司, 宜興鵬鷂陽光環(huán)保有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程設(shè)計院, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程技術(shù)研究中心有限公司